2019-2020年高中物理 第18章 第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型同步練習(xí) 新人教版選修3-5一、選擇題(13題為單選題，4題為多選題)1盧瑟福利用鐳源所放出的粒子，作為炮彈去轟擊金箔原子，測量散射粒子的偏轉(zhuǎn)情況。下列敘述中符合盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是()A大多數(shù)粒子在穿過金箔后發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)B少數(shù)粒子在穿過金箔后幾乎沒有偏轉(zhuǎn)C大多數(shù)粒子在撞到金箔時(shí)被彈回D極個(gè)別粒子在撞到金箔時(shí)被彈回答案：D解析：根根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，易判定只有D符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)。2在盧瑟福進(jìn)行的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是()A正電荷在原子中是均勻分布的B原子的正電荷以及絕大部分質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上C原子中存在帶負(fù)電的電子D原子核中有中子存在答案：B解析：粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區(qū)域，才有可能出現(xiàn)粒子的大角度散射，選項(xiàng)B正確。3關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，湯姆孫提出棗糕模型、盧瑟福提出行星模型如圖所示，都采用了類比推理的方法，下列事實(shí)中，主要采用類比推理的是()A人們?yōu)楸阌谘芯课矬w的運(yùn)動(dòng)而建立的質(zhì)點(diǎn)模型B伽利略從教堂吊燈的擺動(dòng)中發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性規(guī)律C庫侖根據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律D托馬斯楊通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證實(shí)光是一種波答案：C解析：質(zhì)點(diǎn)的模型是一種理想化的物理模型，是為研究物體的運(yùn)動(dòng)而建立的；伽利略的擺的等時(shí)性是通過自然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的；托馬斯楊是通過實(shí)驗(yàn)證明光是一種波，是建立在事實(shí)的基礎(chǔ)上的。4.根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的粒子散射圖景，圖中實(shí)線表示粒子運(yùn)動(dòng)軌跡。其中一個(gè)粒子在從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過程中，粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近。下列說法正確的是()A盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子B粒子出現(xiàn)較大角度偏轉(zhuǎn)的原因是粒子運(yùn)動(dòng)到b時(shí)受到的庫侖斥力較大C粒子從a到c的運(yùn)動(dòng)過程中電勢能先減小后變大D粒子從a到c的運(yùn)動(dòng)過程中加速度先變大后變小答案：BD解析：湯姆孫對陰極射線的探究發(fā)現(xiàn)了電子，A錯(cuò)；粒子出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)的原因是靠近原子核時(shí)受到較大的庫侖斥力作用B對；粒子從a到c受到的庫侖力先增大后減小，加速度先變大后變小，電勢能先增大后變小，C錯(cuò)D對。二、非選擇題5人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了幾個(gè)不同的階段，其中有：按人們對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的先后順序排列是_。答案：BCAD解析：人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識先后經(jīng)歷了湯姆孫模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型。6.如圖所示，M、N為原子核外的兩個(gè)等勢面，已知UNM100V。一個(gè)粒子以2.5105m/s的速率從等勢面M上的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到等勢面N上的B點(diǎn)，求粒子在B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(已知m6.641027kg)答案：2.3105m/s解析：粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，庫侖力做的功WABqUMNqUNM，由動(dòng)能定理WABmvmv ，故vBm/s2.3105m/s能力提升一、選擇題(13題為單選題，4、5題為多選題)1關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是()A該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行B帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)C熒光屏上的閃光是散射的粒子打在熒光屏上形成的D熒光屏只有正對粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光答案：D解析：本題考查粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用，只有在正確理解粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，才能找出錯(cuò)誤選項(xiàng)。2盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果()A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)答案：C解析：該題考查的是粒子散射實(shí)驗(yàn)對人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)，只要了解粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及核式結(jié)構(gòu)的建立過程，不難得出正確答案。粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核，數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預(yù)測核內(nèi)存在中子。3粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和粒子的碰撞影響，是因?yàn)?)A粒子與電子根本無相互作用A粒子受電子作用的合力為零，是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉腁粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計(jì)A電子很小，粒子碰撞不到電子答案：C解析：粒子與電子之間存在著相互作用力，這個(gè)作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有粒子質(zhì)量的1/7300，碰撞時(shí)對粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故答案為C。4(壽光市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期檢測)用粒子轟擊金箔，粒子在接近金原子核時(shí)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況如圖所示，則粒子的路徑可能是()AaBbCcDa、b、c都是不可能的答案：AC解析：粒子散射的原因是原子核對其有庫侖斥力的作用，離核越近，斥力越大，偏轉(zhuǎn)越明顯，當(dāng)正好擊中原子核時(shí)，由于粒子質(zhì)量較小而反彈。5.如圖所示，是粒子散射實(shí)驗(yàn)中，粒子穿過某一金屬原子核附近的示意圖，A、B、C分別位于兩個(gè)等勢面上，則以下說法正確的是()A粒子在A處的速度比在B處的大B粒子在B處的速度最大C粒子在A、C兩處的速度大小相等D粒子在B處的速度比在C處的速度要小答案：ACD解析：從A到B，電場力做負(fù)功，粒子速度減小，從B到C，電場力做正功，粒子速度增大，選項(xiàng)A對，B錯(cuò)；由于A、C處于同一等勢面上，由動(dòng)能定理A、C兩處速度大小相等，C、D對。二、非選擇題6.氫原子核外電子質(zhì)量為m，繞核運(yùn)動(dòng)的半徑為r，繞行方向如圖所示，則電子在該軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_，假設(shè)核外電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，則這一等效電流的值為_，若在垂直電子軌道平面加上一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，則電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將_。(填“增大”或“減小”)答案：減小解析：根據(jù)庫侖力提供電子繞核旋轉(zhuǎn)的向心力?？芍簁maa設(shè)電子運(yùn)動(dòng)周期為T，則kmr電子繞核的等效電流：I若在垂直電子軌道平面加上一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，電子的向心力增大，將做向心運(yùn)動(dòng)，所以電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將減小。7.假設(shè)粒子以速率v0與靜止的電子或金原子核發(fā)生彈性正碰，電子質(zhì)量mem，金原子核質(zhì)量mAu49m。求：(1)粒子與電子碰撞后的速度變化；(2)粒子與金原子核碰撞后的速度變化。答案：(1)2.7104v0(2)1.96v0解析：粒子與靜止的粒子發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量和能量均守恒，由動(dòng)量守恒mv0mv1mv2，由能量守恒mvmv12mv22，解得v1v0，速度變化vv1v0v0。(1)與電子碰撞，將mem代入得v12.7104v0；(2)與金原子核碰撞，將mAu49m代入，得v21.96v0。